Aplikátor pro regionální hypertermii založený na bázi teorie metamateriálů.

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem inovativního aplikátoru pro regionální hypertermii. Výhodou tohoto aplikátoru je především stabilita rezonančního maxima, nízké výrobní náklady a homogenita vyzařovaného elektromagnetického pole. Aplikátor je inspirován jednorozměrnými metamateriálovými strukturami a je navržen pro elektromagnetické vlnění o frekvenci 70 MHz. Návrh aplikátoru byl vytvořen v programu COMSOL Multiphysics a pomocí numerických výpočtů bylo vypočteno rozložení vytvořeného tepelného pole a SAR. Dále byl pomocí simulací určen optimální počet aplikátorů pro regionální hypertermii s ohledem na homogenitu vyzařovaného elektromagnetického pole a činitel odrazu. Aplikátor byl realizován a otestován. Při porovnání aplikátoru s komerčními aplikátory fungujícími na stejné frekvenci vykazuje lepší EFS a podobné rozložení SAR.

This master's thesis is concerned with innovative prototype of applicator for regional hyperthermia. Advantages of this applicator lie primarily in its easy construction, low manufacturing cost and homogeneity of radiated electromagnetic field. Applicator is inspired with one dimensional metamaterial structures and works for electromagnetic field with frequency of 70 MHz. Numerical model of the applicator was created in software COMSOL Multiphysics and using numerical calculation distribution of temperature field and specific absorption rate were calculated and depicted. Next was determined the optimal number of applicators surrounding tissue for regional hyperthermia with regards of homogeneity of the electromagnetic field and reflectivity coefficient. The applicator was built and compared to commercially used hyperthermia systems. Results of simulations are then confirmed using experiments with newly build prototype on agar phantom.